2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大电路的动态分析

放大电路的动态分析 放大电路的动态分析 动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。 分析方法： 微变等效电路法，图解法。 所用电路： 放大电路的交流通路。 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。 分析对象： 各极电压和电流的交流分量。 目的： 找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计 打基础。 】 用图解法确定静态值  直流负载线斜率 ICQ UCEQ UCC UCE =UCC–ICRC UCE /V IC/mA 直流负载线 Q 由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点 O 用图解法确定静态值 用作图的方法确定静态值 步骤： 1. 用估算法确定IB 优点： 能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路 的影响。 2. 由输出特性确定IC 和UCC UCE = UCC– ICRC +UCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB 直流负载线方程 15.3.1 微变等效电路法 微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。 线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。 微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。 当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。 1. 晶体管的微变等效电路 UBE IB 对于小功率三极管： rbe一般为几百欧到几千欧。 15.3.1 微变等效电路法 (1) 输入回路 Q 输入特性 晶体管的 输入电阻 晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和 ib之间的关系。 IB UBE O (2) 输出回路 rce愈大，恒流特性愈好 因rce阻值很高，一般忽略不计。 晶体管的输出电阻 输出特性 IC UCE Q 输出特性在线性工作区是 一组近似等距的平行直线。 晶体管的电流放大系数 晶体管的输出回路(C、E之 间)可用一受控电流源 ic= ib 等效代替，即由来确定ic和 ib之间的关系。 一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示。 O ib ic ic B C E ib ib 晶体三极管 微变等效电路 ube + - uce + - ube + - uce + - 1. 晶体管的微变等效电路 rbe B E C 晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。 2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。 ib ic eS rbe ib RB RC RL E B C ui + - uo + - + - RS ii 交流通路 微变等效电路 RB RC ui uO RL + + - - RS eS + - ib ic B C E ii 分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。 微变等效电路 2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。 ib ic eS rbe ib RB RC RL E B C ui + - uo + - + - RS ii rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS 3.电压放大倍数的计算 当放大电路输出端开路(未接RL)时， 因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。 负载电阻愈小，放大倍数愈小。 式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。 例1： rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS 3.电压放大倍数的计算 rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS RE 例2： 由例1、例2可知，当电路不同时，计算电压放大倍数 Au 的公式也不同。要根据微变等效电路找出 ui与ib的关系、 uo与ic 的关系。 $